Teknologia mikroskopian kiihdytykseen
Mikroskooppinen tekniikka on kehittynyt nopeasti nykyaikaisten instrumenttien kehityksen aikana, pysyen samalla tahdissa ihmisen tiedon ja tekniikan kehityksen kanssa. Tieteellinen tutkimus ja materiaalikehitys on myös työnnetty ennenkuulumattoman pieneen maailmaan uuden mikroskooppisen teknologian kehityksen myötä. Lukuisat tutkimusalueet, kuten polymeerimateriaalit, optoelektroniset materiaalit, nanomateriaalit, biologiset materiaalit jne., voivat hyötyä atomivoimamikroskopian käytöstä. Lisäksi sen koettimia voidaan käyttää pintaatomien tai molekyylien manipuloimiseen, mikä avaa uusia mahdollisuuksia tieteelliselle tutkimukselle.
Pyyhkäisytunnelointimikroskoopin, joka voi ottaa kuvia yksittäisistä atomeista pinnalla ja on vähintään kolme kertaa nopeampi kuin nykyiset mikroskoopit, on kerrottu kehittäneen Cornellin yliopiston fyysikon Keith Swaberin käyttämällä nanoelektroniikan mittaustekniikkaa. sata kertaa nopeampi. Kvanttitunnelointia tai elektronitunnelointia voidaan käyttää pyyhkäisytunnelointimikroskoopilla määrittämään neulatyyppisen ilmaisimen ja johtavan pinnan välinen ero.
Tutkijat havaitsivat, että he voisivat hyödyntää aallon kykyä heijastua kohti aaltolähdettä lisäämällä ylimääräisen radiotaajuisen aaltolähteen ja toimittamalla aallon suoran verkon kautta pyyhkäisytunnelimikroskooppiin mittaamaan tunnelin risteyksen vastuksen. Reflectometer-tekniikka käyttää tavallista kaapelia korkeataajuisten aaltojen reitityksenä, eikä kaapelin kapasiteettiraja vaikuta nopeuteen. Sen jälkeen ilmaisin nostetaan muutaman angströmin näytteen pinnan yläpuolelle pienellä jännitteellä, joka syötetään näytteen yli.
On syytä korostaa, että täydellinen pyyhkäisytunnelimikroskooppi pystyisi keräämään tietoja yhden gigahertsin tai miljardin syklin nopeudella sekunnissa, niin nopeasti kuin elektronit voidaan pitää liikkumassa tunnelissa. Tyypillisen pyyhkäisevän tunnelointimikroskoopin nopeutta, joka on luokkaa 1 kilohertsi tai jopa hitaampi, rajoittaa kuitenkin lukupiirin kaapelikapasiteetti tai energian varastointi.
On syytä korostaa, että täydellisen pyyhkäisytunnelointimikroskoopin kaistanleveys on miljardi sykliä sekunnissa ja nopeus yksi gigahertsi tai nopeus, jolla elektronit voidaan pitää liikkeessä tunnelin läpi. Lukupiirin kaapelin kapasiteetti tai energian varastointi rajoittaa kuitenkin tavallisen pyyhkäisytunnelimikroskoopin nopeutta, mikä tekee siitä äärimmäisen hitaan - luokkaa 1 kilohertsi tai jopa vähemmän.
